Question

Una mezcla anticongelante para automóvil se prepara al mezclar volúmenes iguales de etilenglicol (HOCH2CH2OH) (densidad=1114 kg/m3) y agua (densidad=1,00 g/mL) a 20°C. La densidad de la mezcla es 1,070 g/mL. Expresar la concentración de etilenglicol en a) % volumen; b)% másico; c) molaridad; d) molalidad; e) fracción molar.

Answer 1

Conociendo la proporción de volumen de etilenglicol y agua en una mezcla anticongelante y la densidad de cada componente y de la mezcla, se pide calcular su concentración expresada en diferentes unidades. El resultado obtenido es:

a) 50% v/v

b) 53,3 % m/m

c) 0,009 M

d) 18 m

e) fracción molar = 0,245

Mezcla de volumenes iguales de etilenglicol y agua.

Densidad del etilenglicol = 1114 kg/m³ × 1000 g/kg × 1 m³/ (100 cm)³ = 1,114 g/ml

Densidad del agua = 1 g/ml

Densidad de la mezcla = 1,070 g/ml

a) Concentración del etilenglicol en % v/v

Dado que la mezcla se prepara usando volumenes iguales de etilenglicol y agua, la concentración expresada como % v/v = 50%.

b) % másico

% másico = ( masa etilenglicol / masa de solución) × 100

densidad = masa / volumen       ⇒     masa = densidad × volumen

Volumen de etilenglicol = Volumen de agua = V

% másico = ( (1,14 × V) / (2 V × 1,070) ) × 100

% másico = ( 1,14 V / 2,14 V ) × 100 = 53,3 %

c) Molaridad = moles de etilenglicol / L de solución

moles de etilenglicol = masa de etilenglicol/ Peso molecular

Peso molecular etilenglicol  = 62 g/mol

masa de etilenglicol = ( V × 1,114 )

Volumen de solución = volumen de etilenglicol + volumen de agua = 2V

moles de etilenglicol = (1,114 V / 62 ) = 0,018 V

Molaridad = 0,018V / 2V = 0,009 mol/L

d) Molalidad = moles de etilenglicol / Kg de agua

moles de etilenglicol = 0,018 V

Kg de agua = (V × densidad ) / 1000 = V/ 1000

Molalidad = 0,018 V / (V / 1000 ) = 18 m

e) Fracción molar = moles etilenglicol / (moles de agua + moles etilenglicol)

moles etilenglicol = 0,018 V

moles de agua = masa de agua / peso molecular

moles de agua = ( densidad × V ) / peso molecular

moles de agua = V / 18

Fracción molar etilenglicol = ( 0,018 V / (0,018V + V/18) )

Fracción molar etilenglicol = 0,245